Cos'è l'ingegneria biomeccanica?
L'ingegneria biomeccanica è un campo interdisciplinare della scienza che applica le regole e i principi dell'ingegneria meccanica ai sistemi biologici. Combina elementi di molte discipline, tra cui biologia, ingegneria, fisica, chimica e matematica per comprendere meglio come le forze fisiche influenzano gli organismi viventi. Un ingegnere biomeccanico può trovare lavoro nei settori medico, scientifico o industriale. A volte è considerato un sottoinsieme dell'ingegneria biomedica.
Mentre il campo formale dell'ingegneria biomeccanica è relativamente nuovo, il concetto di applicare i principi di ingegneria alla biologia esiste da secoli. L'antico filosofo greco e scienziato pionieristico Aristotele studiò il movimento degli animali e arrivò a vedere i loro corpi come sistemi meccanici. Ingegneri più contemporanei hanno cercato la natura per l'ispirazione e la guida nell'affrontare le leggi della fisica. Gli insetti volanti, ad esempio, sono stati studiati da ingegneri aerospaziali che cercano di comprendere meglio la dinamica del volo a dimensioni molto ridotte. Oggi l'applicazione della meccanica agli organismi viventi è nota come biomeccanica, un termine spesso usato in modo intercambiabile con l'ingegneria biomeccanica.
L'ingegneria biomeccanica può essere considerata una sezione trasversale di diverse aree della scienza. Un ingegnere biomeccanico deve essere esperto non solo di meccanica e concetti di ingegneria tradizionale, ma anche biologia, anatomia e chimica. I concetti e le tecniche di questi diversi campi sono usati insieme per comprendere meglio come gli esseri viventi crescono, si muovono e affrontano forze esterne. Lo sviluppo di un cuore umano, ad esempio, può essere influenzato dal codice genetico umano e dalle forze della meccanica che regolano la crescita e il movimento dei tessuti. La ricerca in biomeccanica ha portato all'evoluzione in altre aree della scienza come l'esplorazione spaziale con equipaggio. I principi dell'ingegneria biomeccanica ora trovano generalmente impiego in tutto, dalla costruzione di organi e tessuti artificiali alla progettazione di prodotti più confortevoli per i consumatori.
L'evoluzione della tecnologia ha aumentato sia la profondità che l'ambito dell'ingegneria biomeccanica. Mentre Aristotele e altri primi scienziati potevano osservare i sistemi biologici solo a occhio nudo, il moderno ingegnere biomeccanico può usare la tecnologia per scrutare molto più in profondità. Gli scienziati possono ora vedere come le leggi della fisica influenzano gli organismi microscopici o persino le singole cellule. L'ascesa dei computer ha aiutato consentendo la creazione di modelli complessi e l'analisi avanzata dei sistemi biologici. Il software CAD (Computer Assisted Design) potrebbe persino essere utilizzato per progettare organi artificiali che si avvicinano maggiormente alle proprietà meccaniche degli organi naturali.
In molte università, l'ingegneria biomeccanica è considerata un sottoinsieme dell'ingegneria biomedica. Alcune università lo considerano una disciplina a sé stante. In entrambi i casi, è probabile che il curriculum sia un mix di classi di vari dipartimenti. Molte università consentono agli studenti di personalizzare i loro corsi per concentrarsi su una particolare area di interesse. Le opportunità di carriera sono estremamente diverse; possono essere trovati in settori quali ortopedia, chinesiologia, protesi, prestazioni atletiche, progettazione di dispositivi medici, riabilitazione e persino lavori di consulenza e ricerca per settori industriali, legali e medici.